[發(fā)明專利]一種電子元器件引腳配準(zhǔn)PCB板孔的定位優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510875264.6
• 申請(qǐng)日: 2015-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN106815829B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮仕濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市祈飛科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/30;G06T7/70
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 李琴

1.一種電子元器件引腳配準(zhǔn)PCB板孔的定位優(yōu)化方法，用于自動(dòng)插件機(jī)在插件的過程中，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取電子元器件和PCB板孔的初始位置信息；

S2、利用徑向基算法定義第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；

S3、利用梯度上升法對(duì)所述第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)搜索極值K次以獲取K個(gè)極大值；

S4、根據(jù)所述極大值檢驗(yàn)是否存在電子元器件的引腳超出PCB板孔，若存在，則執(zhí)行步驟S5，若不存在，結(jié)束定位優(yōu)化；

S5、利用徑向基算法定義第二優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；

S6、利用梯度下降法對(duì)所述第二優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)搜索極值K次以獲取K個(gè)極小值；

S7、根據(jù)所述極小值再次檢驗(yàn)所述電子元器件的引腳能否插入PCB板孔中，結(jié)束定位優(yōu)化；

其中，在所述步驟S1中：電子元器件的初始位置信息為：(X_p1,Y_p1)，(X_p2,Y_p2)，(X_p3,Y_p3),…，(X_pN,Y_pN)；PCB板孔的初始位置信息為：(X_h1,Y_h1)，(X_h2,Y_h2)，(X_h3,Y_h3),…，(X_hN,Y_hN)；電子元器件旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)為：(X_rc,Y_rc)；其中：N為被抓取的電子元器件的引腳的個(gè)數(shù)；

所述步驟S2具體包括：

S21、確定所述第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)因變量：x，y，θ；其中x為水平面的水平方向的平移變量；y為水平面的垂直方向的平移變量；θ為水平面上的旋轉(zhuǎn)的角度變量；

S22、計(jì)算電子元器件引腳旋轉(zhuǎn)之后的位置：

其中i＝1,2,3,...,N；

電子元器件引腳平移之后的位置：

其中：x表示電子元器件的水平方向的平移變量；y表示電子元器件豎直方向的平移變量；

S23、計(jì)算電子元器件的單個(gè)引腳中心到對(duì)應(yīng)的PCB板孔中心的距離d_i，計(jì)算公式如下：

S24、構(gòu)造基于徑向基函數(shù)Φ(i)，計(jì)算公式如下：

其中：α為懲罰因子；

S25、構(gòu)造第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)L(x,y,θ)：

其中：L(x,y,θ)為連續(xù)可導(dǎo)的函數(shù)；

其中，所述步驟S3包括：

S31、搜索極值K次，同時(shí)每搜索一次極值相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)選取一個(gè)任意的初始值，設(shè)為：

S32、求解所述第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)L(x,y,θ)中各個(gè)變量的偏導(dǎo)，計(jì)算公式如下：

其中：θ_1diff＝(X_hi-X_pi'-x)[(X_pi-X_rc)sinθ_i+(Y_pi-Y_rc)cosθ_i]；

θ_2diff＝-(Y_hi-Y_pi'-y)[(X_pi-X_rc)cosθ_i-(Y_pi-Y_rc)sinθ_i]；

S33、設(shè)表示第k(k＝1,2,3,...,K)次搜索第t次迭代時(shí)的變量，第k次搜索第t次迭代時(shí)的第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值為從而獲得第k次搜索第t次迭代時(shí)第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)對(duì)各變量的偏導(dǎo)

利用梯度上升法計(jì)算下一次迭代的數(shù)據(jù)為：

其中η_x,η_y,η_θ為學(xué)習(xí)因子，通過控制學(xué)習(xí)因子來改變梯度變化的速度；

S34、依照所述步驟S33進(jìn)行了ts次迭代后得到第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的值上一次迭代值為若滿足如下公式停止迭代：

其中：設(shè)實(shí)際迭代次數(shù)為t_k，t_k＝min(ts,T)，T為迭代次數(shù)上限；

設(shè)(x_k)_max,(y_k)_max,(θ_k)_max為每次搜索目標(biāo)函數(shù)極值的最優(yōu)極值解；

且有：

此時(shí)電子元器件引腳的位置為：

S35、依照上述步驟搜索K次極大值后，把得到的這K個(gè)極大值L_k(x,y,θ)按照從大到小進(jìn)行降序排列：L_1max(x,y,θ),L_2max(x,y,θ),...,L_Kmax(x,y,θ)，分別所對(duì)應(yīng)的變量為[(x_k)_max,(y_k)_max,(θ_k)_max]，(k＝1,2,3,...,K)；電子元器件引腳相應(yīng)的位置坐標(biāo)為：[(X_pi)_kmax,(Y_pi)_kmax]，(k＝1,2,3,...,K)；

其中，所述步驟S5包括：

S51、構(gòu)造基于徑向基函數(shù)Φ(i)'，計(jì)算公式如下：

S52、構(gòu)造第二優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)J(x,y,θ)：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元器件引腳配準(zhǔn)PCB板孔的定位優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

S41、設(shè)電子元器件引腳外接圓的半徑：r_p1,r_p2,...,r_pN；

PCB板孔半徑：R₁,R₂,...,R_N；

電子元器件任意一個(gè)引腳邊緣與PCB板孔內(nèi)側(cè)邊緣的距離為D_i，計(jì)算得到D_i的值：

D_i＝R_i-r_pi-d_i；(i＝1,2,3,…,N)

將第一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)極大值所對(duì)應(yīng)的變量[(x_k)_max,(y_k)_max,(θ_k)_max]代入上式可得

D_ikmax＝R_i-r_pi-d_ikmax；(i＝1,2,3,...,N；k＝1,2,3,...,K)；

S42、依次對(duì)于給定的k，(k＝1,2,3,...,K)，若對(duì)所有的i＝1,2,3,...,N都有D_ikmax＞0，則停止檢驗(yàn)，并且對(duì)應(yīng)的[(x_k)_max,(y_k)_max,(θ_k)_max]為最優(yōu)解；若對(duì)于所有的k,都存在至少一個(gè)i,使得D_ikmax＜0,則執(zhí)行所述步驟S5。